元宇宙第一讲｜亮亮视野创始人兼CEO吴斐受邀漫谈元宇宙硬件创新

硬件即虚实融合第一视角，对于元宇宙体验，是一个很好的载体。其实不用神化所谓的元宇宙，最后整个行业、整个体验都3D化，最重要的一点是第一视角沉浸式虚实融合的体验。这是一个大趋势，尤其在我们这样的从业者眼中，看起来已经是势不可挡。

部分企业在较早的时候就开始布局元宇宙。比如苹果10年前就在做AR眼镜，但由于当时手机和平板市场前景更好，该项目被砍掉；微软早期从地下室项目做起，起初是用手电筒照空的房间，还原敦煌壁画，逐渐演变成Hololens项目；谷歌推出谷歌眼镜，且在3D引擎相关，包括AROS系统，已经深度且扎实布局。

元宇宙概念的爆火其实是来自一次巨大的行业内卷，内卷的始作俑者是Facebook，抛开之前雪崩小说提出的概念。2015年扎克伯格在一封邮件中就显露了他对下一代计算平台的布局。移动互联时代有非常多的巨头，但是数据被安卓和苹果牢牢地封在了下层，其他巨头业务是非常脆弱的，脸书就是其中一家。苹果和安卓这两家巨头，随时可以把对FB进行遏制。扎克伯格希望FB尽快地进入下一个时代，看到最好的机会就是，AR、VR出现后重构从硬件到操作系统到服务，甚至货币在内的所有新体验。2015年，FB收购了Oculus，同时计划收购Unity。现在再看Unity的市值比2015年翻了很多倍。扎克伯格布局元宇宙的态度也非常明确，比如把FB名字改为meta。

从硬件角度，在全球巨头当中，首先非常看好苹果。FB的Quest 2具备非常优秀的沉浸式体验，很流畅，卖出了超过1000万台的销量，但因为它受限于计算平台、wifi协议、带宽等，以及上下游的很多关键器件的影响作用，虚拟逼真的程度还有一段路要走。苹果基于其多年的软、硬件积累，今年晚些或者明年早些推出VR的时候，体验很可能会较大地提升，从技术的角度上来思考，被超越有很大的难度。所以元宇宙时代的苹果可能还是苹果，安卓可能还是安卓，这是企业的硬实力决定的。

第二家非常有前景的公司是微软，因为其有非常庞大的企业服务、企业应用的生态，包括它的云服务，以及推出的Holelens2。有来自产业链的消息，硬件在和另一家生产巨头在谈。也就是说，微软已经把硬件交给伙伴，聚焦在交互引擎和OS的布局，继续高压地投入MR。未来无论苹果做AR、VR，还是微软通过MR先切企业应用市场，再收购暴雪去切游戏市场，这两家还是胜负未定。

第三家是谷歌。谷歌在操作系统上的布局非常深，在TPU上有很完整的芯片研发和生产能力，会为AR、VR的操作系统和运算平台做深度的布局和准备，另外谷歌的千人团队、雄厚的资金和体量，为把这场战斗打赢做好了准备。

第一家是字节，在Quest 2代表的VR市场变热的时候，第一个发现并且快速收购歌尔孵化出来的pico。一次性地把硬件和沉浸式体验解决了，可以在pico上快速布局生态。今年pico的目标是百万台，接下来也在带动字节在软、硬件同时布局，有可能可以做出和Facebook，或者未来的苹果镜像的市场。一切还会有变数，也要看苹果体验做得有多好。

第二家是腾讯，大家可能觉得腾讯布局晚，以及疑惑为什么买黑鲨团队。事实上，以《王者荣耀》为例，游戏团队实际上是用非常“轻”的手机计算平台解决了一个非常“重”的游戏，中间引擎的改造，是非常稀缺的核心能力。在元宇宙时代，拥有对3D引擎改造的能力有非常大的优势，而且腾讯还有庞大无比的游戏生态和号召力，储备的“弹药”非常丰富，所以腾讯在元宇宙时代并没有落后。

其他家手机厂商的布局，多半还是硬件厂家默认做一款器件组合式的硬件。目前还属于探索阶段。

如果把目前的市场状态比作上古时期，现在的元宇宙类似于混沌初开。但从硬件来判断终局非常容易。如果大家划一条横线，在横线的最左端写上AR，最右端写上VR。连接现实特别轻便，就是AR；希望效果更好的沉浸式体验，就是VR；中间是MR，既要有虚实融合的完整体验，同时还能轻便且舒适佩戴。如果出现这样的一款MR产品，伴随完整的VR内容生态，以及诸多基于现实环境的AR应用，市场终局就会来到，一个完美的硬件形态就出现了。

VR当前带动的是娱乐、游戏产业，所以游戏产业是第一个会被突破的产业，之后MR布局从企业应用入手，所以数字化程度较高的企业可以重点关注。亮亮视野是AR在企业应用上的深耕者，我们察觉到这两年市场水温变化非常大，而且需求增长很快，整体行业的认知已经非常专业。

另外是教育、旅游产业。教育由政府颁发政策，把很多的教材从纸张向虚拟仿真过渡；大力推广职业教育，业务和培训同时连接的应用也已经箭在弦上。旅游本身就是AR、VR特别容易切入的场景。

（一）体验角度——极致体验+极致佩戴

极致体验：流畅比逼真更重要，需要有多模态交互

首先，选择硬件的用户需求各不相同，光学方案不一样，底层方案也不一样。优质体验包括沉浸感、空间感知、多模态交互、语音手势、视觉、AI的现实应用以及舒适佩戴，很难找到这些优质的体验的交集。比如沉浸感，实际上是研究如何优化引擎，如何在内容上做取舍。Quest 2“牺牲”了部分逼真，得到了流畅体验，销量证明流畅度是客户选择的先决条件。

受限于光学的核心能力，如果同时要求沉浸感和大广角，只能用一个庞大的方案。换个角度说，如果只能用AR和VR，极致的体验必须有多模态的语音手势这样的基础交互。另外，光学的方案一定不可能像VR设备现在的重量。微软可以用语音手势做非常丰富的交互，选择的是用衍生波导的显示方式，头盔式的佩戴装置，叠加自己开发的HPU和引擎MRTK。如果要想有一个还过得去的MR体验，微软Hololens给出的答案是——和Quest 2会长得不一样，体积上并不小。

极致佩戴：光学方案必须特别轻薄，针对不同体验有不同垂直硬件

谷歌致力于做极致的佩戴，光学方案必须特别轻薄。VR从菲涅尔透镜方案升级为Pancake方案，进一步实现轻薄化。AR的光学方案中，波导是一个正确的选择，但是AR的波导和VR的大视场角还不能同时存在。为了连接现实，做到极致佩戴的产品一般是中小的视场角，所以AR专注在一些垂直应用。

亮亮视野在这个方向上迭代很多年，通过垂直硬件切到了非常多的场景。当体验没有办法统一在一起的时候，针对不同的场景一定会有不同的垂直硬件。比如说玩游戏的VR是一个“盒子”，可以丰富交互的AR是MR头盔，AR应用长时间佩戴就是轻便的AR眼镜。技术变革并不是一蹴而就，还会探索很久。每一家企业的布局，最后都为终极方案提供一块拼图。

（二）光学角度——分三个方向：Birdbath、阵列波导、衍射波导

以AR发展方向来看，光学镜片需满足透光和轻薄两点。基于此市面上被选择的光学方案分三个方向：

第一，国内厂家生产较多的Air系列，Nreal、Rokid、雷鸟的Air系列，使用的是Birdbath方案。Birdbath是从眼镜上面翻射回来到肉眼，镜片的扭曲程度较高，在AR眼镜领域主要用于观影这样的轻移动场景。

第二，是阵列波导。最早是以色列的一家Lumus公司推出的产品，后续国内亮亮视野发展较快，把阵列波导在体积、效率、设计上做了很大的提升，带动阵列波导走向成熟。目前，亮亮的阵列波导已经可实现98%的良率，且由光学大厂代工，同时比肩苹果摄像头的制程。

阵列波导的好处在于其高透过性（85%），强于窗户玻璃的透过性（大部分为82%）。阵列波导也具有轻薄的特点，因此多服务于移动性更强的AR体验场景。

整体来说，以上这两个方案都用到传统的光学加工工艺——镀膜、注塑、切削、胶合，统称几何光学。

第三，衍射波导，如国内的鲲游光电，至格科技，从华为拆分出来的光周等。衍射利用光栅的衍射原理，有两种方式：①浮雕：纳米压印技术，通过表面浮雕去研磨照射材料；②体全息：激光干涉技术，利用通过光的干涉，直接在材料上进行变性，形成光栅。这两种方式在体积和未来稳定后的量产成本上具有优势；缺点在于效率较低，因为要通过二维的方式，并且依赖非常高亮度显示的面板。

面板方面，要做到足够轻需要用到Micro-LED。国内做的较早的是JBD，美国苹果、Facebook和其他几家公司都已经收购了Micro-LED相关的公司，未来Micro-LED配合衍射、波导会是主要方案。

衍射的光栅、波导，都依赖大量的产业投入，技术本身实际上是做相位调控。这种平面式的光栅的相位调控会有极限，而且对光的波长敏感程度过高。所以，微软Hololens用的是三片式的方案，把三色光用三片来分别去做衍射，厚度很大。如果想画面非常精致，要把光栅三维化，需要下一代的、渐渐受到更多关注的技术——超透镜，即超表面meta surface，它是通过多层、光刻的方式完成。超透镜的加工与衍射波导、阵列波导完全不一样，可以直接通过光刻机来完成。

（三）供应链角度——关键技术的突变会带来整个行业的剧变

体验稳态上升，但是供应链变化巨大。举一个例子，过去认为电阻屏的体验一定好过电容屏，因为电阻屏稳定，而且坐标非常准，是两个碰的很近的屏，笔触过去的时候，通过电阻算横纵坐标值；电容屏可以用手操控，但是非常不稳定，有的时候手还没到就误触了，很长时间手机都用的是电阻屏，包括诺基亚所有的选型。可是当苹果去做ipod的时候，用的是日立公司非常小的、但是存储量很大的一种硬盘。它必须用一种新的、不是按键的方式选择歌曲，也就是转轮，转轮没有办法用电阻屏，只能用电容的方式。苹果迅速收购了一家非常小的公司，买了它的多点触控，之后苹果用近3年的时间和中国的来宝公司验证如何稳定地使用电容屏。最终苹果把中间的那片ITO玻璃厚度定在0.33mm，横纵的透明ITO的间距固定以后，电容屏从此走向了稳定。

最终的结局，因为这一个器件的选型错误，诺基亚开始逐渐失血，苹果用电容屏带给大家更流畅的体验，之后的IOS、app store以及应用生态逐步建立。最终，苹果时代取代了诺基亚时代。这在AR、VR领域是很有可能发生的一件事情——关键技术的突变会带动整个行业的剧变，最终谁能给用户最好的体验，谁才能决定行业的稳态。如今，最好的体验已经慢慢有端倪，但是未来沉浸式、多模态交互的顺畅、AI和舒适佩戴，是真正决定AR、VR和技术选型的判力。

亮亮视野成立于2014年，公司定位为AR+AI。亮亮视野产品体系分为两个方面：①企业应用基础——AR平台；②针对不同场景的垂直硬件，如可下井的防尘防爆的单目轻便眼镜、针对智慧工厂的双目波导眼镜以及针对特殊人群的产品等。

亮亮视野在支持产品发展的关键器件和技术研发上具有一定成果：①具有自己的光学实验室和AI实验室；②具有申请了300多项专利和软著，包括核心观雪技术上阵列波导、衍射波导的全球核心专利，同时还在顶刊发表20多篇论文；③产品方面，亮亮视野的几个案例被清华MBA课程使用；哈佛商业周刊收录了亮亮视野在航空上的AR应用案例。

最新产品方面，亮亮视野最近研发了针对听力受损人群的一体机全彩透明波导眼镜，可以将话语直接转化成文字，提供流畅体验。这款产品荣获了联合国教科文组织的全球十大创新第二名，该奖项历史上只有两家中国公司，亮亮视野是其中之一。

目前来看，产品成熟度、关键技术以及市场需求已经形成稳定的商业模式。未来，一方面巨头会清晰定义AR相关技术布局，行业快速聚合和变化，最终形成稳态；另一方面中国政府在关键核心技术布局，大力推行专精特新，打造科创板这一通路。综合考虑，未来AR+AI产业的发展是非常乐观的。亮亮视野将按照垂直硬件思路持续布局，构建完成技术能力和关键市场位置，预计在三年内达到年收入5-10亿左右。

我用一点时间阐述一下为什么会用一本书《新硬件主义》，来希望中国的科技界更关注分布式的垂类硬件：第一，我们在智能手机这个时代的打法是一个跟进策略，在当前外部环境下跟进策略还适不适用，不好说；第二，所谓的垂类硬件，其实在未来一定是基于元宇宙当中开发出来的内容应用跟场景，呈现在我们现实世界中的一些持续服务用户、且会呈现为硬件的模样；最重要的是，合之为一、衍之为万，合在一起是（某个行业或某个方向的）AI平台、演变成不同垂类硬件的模样。

问：基于亮亮视野做垂类硬件的经验，沿着AR+AI这个方向的思路，对于AR平台的趋势判断？

答：AR硬件按照交互自由度划分为0DoF、3DoF和6DoF。AR硬件以0DoF为起点，交互方式为轮播卡片，标志性产品有谷歌眼镜、亮亮视野的单目眼镜。这类产品更多功能集中在前端的AR应用，因此早期亮亮视野和公安体系合作，打通相关平台协助干警直接识别边控人员、重点人员。亮亮视野单目眼镜+公安应用推动了行业发展，同时公安系统也将AR眼镜第一视角执法纳入行业标准，成为标志性事件。

亮亮视野前几年布局了基于0-3DoF的AR硬件的核心应用平台ARISE，平台具有一套完整的远程指导系统，这套系统已经进入一大批大型企业的管理核心系统。ARISE远程指导系统具有三个方面的作用：①远程指导系统与CRM打通，企业可采用专家中心支持方式指挥边缘一线员工进行复杂任务的操作；②前端AR能力协助专家根据现场业务情况进行指导作业；③规范作业，实现对人、对后续业务情况、被维修设备长期的数据跟踪和数据留痕。基于上述三点ARISE远程指导系统实现了数字化转型中“人”的数据的实际落地。

AR在空间交互方面为企业的数字孪生平台提供较好的辅助功能，比如AR和教育领域虚拟仿真教学内容的结合、企业的现场空间交互的运维等。未来随着行业硬件的演进，预计6DoF技术在今明两年逐渐走向成熟，配合6DoF交互的平台也会应运而生。

非常乐观地预计，企业应用的元宇宙已经步入非常快速的发展阶段。

问：光学亮度的问题如何突破？苹果摄像头的方案是未来的方向吗？

答：Micro-OLED依靠荧光粉提升亮度，每年提升15%，倒推出2018年可达到基础亮度。亮亮视野基于Micro-OLED的发展情况倒推，在2014、2015年布局阵列光波导。

AR透明显示，即不佩戴墨镜，在正常阳光下业务工作需要1000-2000 Nits。如果使用Micro-OLED只能达到四五百的水平，因此需要加墨镜片遮挡，一定程度会阻挡体验。包括Lcos已经有前照光，体验是过关的，再接下来之后Micro-OLED将大幅提升亮度，预期在未来两年内，纯透明的波导走向户外完全可以实现。

以及衍射波导经过二维扩瞳后，效率达到2-3%，基于此可推测出Micro-LED未来两年能达到的最终亮度。目前国内企业已经有所布局，比如OPPO单色单目眼镜亮度已经达到，但单目和单色体验效果与全彩相比还有很大提升空间。国外企业苹果早期即有所布局。

问：AR内容产业方面，有新的机遇或新公司出现吗？

答：在AR内容方面，如果是虚实融合的交互方式，目前AR更多的是借助之前VR产业带动的内容，比如教材、旅游、信息等数字孪生，AR可以很快应用到这些方面，具有一定的内容红利。

但更优质的虚实融合体验，还需进一步的创意和研发。微软虽然之前开发很多应用，但在更优质的虚实结合方面，制作人员是缺乏的，制作工具也在建设中，内容方面还需1-2年时间。

虽然元宇宙处于初期，实际上符合元宇宙趋势的内容创新，或者是一些小的创新点，已经在慢慢呈现。

问：可以列举两三个AR的目前应用领域吗？或者是未来两三年内能实现的应用行业或场景？和亮亮视野类似的国内企业有哪些，是一个怎样的竞争情况？

答：首先，基于亮亮视野的服务客户来看，AR的应用覆盖全行业。预计未来会在①数字化程度较高领域：航空领域、先进制造企业等；②教育、文旅行业率先产生较好的AR应用效果。

国内较好的AR企业有：①Nreal：观影和游戏应用，主要经营方式是与海外运营商合作，外加品牌建设；②上海亮风台：针对2B领域，为企业提供服务；③杭州Rokid：做不同种类硬件，2B和2C均有涉及；④亮亮视野：硬件上做关键器件和成熟产品，软件上做核心应用和平台，软硬发展均衡。

亮亮视野前几年属于拓荒阶段，近期属于正在放量阶段，今年Q1获取的商业机会比去年同期上涨了几倍。

问：AR业务必须包括AR眼镜吗？国内的公司是做眼镜较好，还是在硬件基础上做后续较好呢？

答：AR业务也包括手机AR，但手机AR的体验不好，好的体验一定是第一视角的。实际上由于APPLE采取的是用成熟产品带动AR产品销售的策略，手机AR应用应该是APPLE的过渡。

中国涌现了一批华为、中兴、小米、OPPO、VIVO、一加等的硬件企业，形成以硬件为主的竞争格局。此外，中国在硬件创新方面有扶持策略。综合竞争格局和策略红利来看，国内做硬件是一个很好的布局点和机会。

问：光波导技术相对比较确定，阵列及衍射方面的技术还没有确定吗？未来衍射会将阵列覆盖吗？

答：目前优秀的透明显示体验使用的是阵列波导，未来2-3年衍射波导会成为主流，阵列波导和衍射波导会长期共存一段时间。国外企业纷纷收购衍射波导公司，处于核心工艺和涉及的优化过程中，衍射波导还未成定论。

阵列波导采用国内已有的光学加工基础能力和几何加工能力就可以实现，但衍射波导需要纳米压印等成熟工艺，外加高亮显示方案，中间环节并为完全准备就绪，还有一个延迟的时间。同时从严谨的角度来说，衍射波导并不一定完全好于阵列波导，未来发展过程中，阵列波导可能会有新的创新点。

从观察巨头的角度来说，衍射波导和超表面是未来重点关注的技术。

问：浮雕光栅和体全息光栅有什么区别？

答：现阶段较为看好浮雕，浮雕能带来更好的用户体验；也有部分人未来更看好体全息，主要原因是从供应链价格角度，其加工更简单，省去更多步骤。

问：AR在军工方面的应用是一个大的市场吗？

答：AR最早就应用于军工，市场上最贵的是F35的60万美金一个超大视场角的头盔。但军工市场较为饱和，之前微软拿到的军工的大单，不只包括AR头盔，还包括美国的察打一体的IVAS系统，实际上是系统开发，需重新构建小作战单元、坐标等。目前的公开信息是仍在研发过程，未成熟应用。

问：车载HUD会使用AR概念吗？

答：AR的体验和安全性还未达到非常高的标准，如果将替代HUD作为先发市场，不太乐观。替代HUD应该会发生在整个AR产业成熟的中后期。